Lavaggio Broncoalveolare - BAL
Alberto Pesci
[email protected]
Clinica Pneumologica
Università degli Studi di Milano - Bicocca
Azienda Ospedaliera San Gerardo - Monza
Lavaggio Broncolaveolare
9 Introdotto come strumento di ricerca clinica
da Reynolds and Newball nel 1974
9 Raccomandazioni della ERS nel 1989
1989;2:561) e
nel 1999 (ERR 1999;9:25)
9 Raccomandazioni dell’ATS nel 1990
1990;141:S169)
(ERJ
(ARRD
Principi di Base e Tecnica
del Lavaggio Broncoalveolare
9 Definizione
9 Aspetti tecnici della broncoscopia con BAL
9 Indicazioni e controindicazioni
9 Complicanze
9 Dove effettuare il BAL
9 Instillazione del liquido
9 Recupero del liquido
9 Processazione ed esame del BAL
9 Costituenti normali del BAL
Definizione
9 Il lavaggio broncoalveolare (BAL) è una
tecnica che permette il recupero di
componenti cellulari e non dalla superficie
epiteliale del tratto respiratorio inferiore
e differisce dal lavaggio bronchiale (BW)
9 Il BAL, correttamente eseguito, campiona
circa un milione di alveoli
Aspetti Tecnici della
Broncoscopia con BAL
9Il BAL viene praticato come parte di una
broncoscopia di routine. Viene consigliato
il monitoraggio della funzione cardiaca,
dell’ossimetria e di fornire ossigeno
supplementare (2-4 L/m) durante la
metodica e fino a 30 m dopo, allo scopo di
mantenere una saturazione superiore al
90% durante la procedura
Indicazioni
9 Il BAL è ampiamente utilizzato in diverse
malattie polmonari, peraltro gioca un
importante ruolo nel management delle
pneumopatie infiltrative diffuse:
9 Eccellente nella diagnostica delle infezioni
opportunistiche e delle forme neoplastiche
9 Fornisce dati per una corretta diagnosi
nelle forme idiopatiche
9 Permette di valutare lo stadio di malattia e
la risposta al trattamento (?)
Controindicazioni
9 Aritmie cardiache gravi
9 Instabilità emodinamica
9 Recente infarto miocardico
9 VEMS < 1 litro
9 Asma con broncostruzione moderata
9 Ipossiemia refrattaria
9 Mancanza di cooperazione
Complicanze
9 Febbre postbroncoscopia (2.5%)
9 Polmonite (0.4%)
9 Sanguinamento (0.7%)
9 Broncospasmo (0.7%)
9 L’uso di grossi volumi di lavaggio aumenta
l’incidenza di complicanze. E’ stato
segnalato un caso di pneumotorace
Dove Praticare il BAL
9 Nelle malattie localizzate praticare il BAL nei
segmenti coinvolti fornisce migliori risultati
9 Nelle forme diffuse le sedi ottimali, a paziente
supino, sono il lobo medio e la lingula
9 Alcuni centri, nelle forme eterogenee, iniettano
il liquido in due o tre sedi differenti
Instillazione del liquido
9 Il BAL è praticato dopo l’ispezione delle
vie aeree e prima di biopsie o brushing
9 La punta del broncoscopio deve essere
incuneata in un bronco segmentario
9 Viene iniettata soluzione fisiologica a
37°C
9 La quantità instillata varia da 100 a 400
ml in aliquote da 20-60 ml
Recupero del liquido I
9 Dopo che ogni aliquota è stata infusa essa
viene recuperata con aspirazione dolce
9 Durante l’aspirazione deve essere evitato
il collasso delle vie aeree (<100 mmHg)
9 Il recupero totale varia dal 50 all’ 80%
9 L’abitudine al fumo, l’età o la presenza di
COPD riduce la quantità di liquido raccolto
Recupero del liquido II
9 Un recupero di 100 ml non richiede
ulteriori aliquote infusive
9 Se il recupero totale è inferiore al 5% la
procedura non è riuscita
9 Se la differenza tra l’instillato ed il
recuperato è > a 100 ml cambiare area
Processazione ed Esame del
Lavaggio Broncoalveolare
9 Trattamento iniziale del campione di lavaggio
9 Conta cellulare totale
9 Lavaggi e citocentrifugazione
9 Conta cellulare differenziata
9 Espressione dei dati
9 Adeguateza
9 Componenti non-cellulari
9 Immunofluorescenza e immunoistochimica
Trattamento Iniziale del
Campione di Lavaggio
9Il BAL deve essere trasportato entro 30 min al
laboratorio, altrimenti va conservato in ghiaccio
(cellule a 4°C fino a 24 h)
9E’ controverso se unire la prima aliquota di
recupero alle seguenti
9Il liquido deve essere messo in un unico
contenitore, misurato e ben miscelato
9Va filtrato su uno strato di garza sterile
Conta Cellulare Totale
9La conta cellulare totale va fatta su
campione di liquido in emocitometro prima
di centrifugare
9La conta viene espressa in Cellule/ml
9L’emazie e le cellule epiteliali possono
essere contate ma non incluse nella conta
totale
Lavaggi e Citocentrifugazione
9 Il BAL viene suddiviso in provette di vetro
siliconato o plastica e centrifugato a bassa
velocità per 10-20 m’
9 Il sovranatante viene rimosso e congelato
(-80°C) per future indagini
9 I pellets cellulari riuniti vengono risospesi in
soluzione di Hank o PBS senza Ca++ e Mg++
per uno o due lavaggi
9 Aliquote dei successivi pellets (4x10^4
cell/ml) vengono citocentrifugate (8-10 vetrini)
Preparazione Vetrini
9 Citocentrifugato
9 Filtri Millipore
9 Strisci diretti
Conta Cellulare Differenziata
9 La conta cellulare differenziata viene
eseguita su preparati essiccati all’aria e
colorati con May-Grunwald-Giemsa o
Wright-Giemsa o Diff Quick
9 Viene utilizzato un microscopio ottico a 40100X contando in campi random 200-500
cellule
9 Altre colorazioni utilizzate di routine:
Perls, Papanicolau, Gram, Ziehl Nielsen
Espressione dei Dati
9 Vengono contati ed espressi in percentuale
(e/o n° assoluto) Macrofagi, Linfociti,
Neutrofili ed Eosinofili
9 Il numero delle cellule ciliate e squamose
deve essere valutato ma non incluso nella
conta cellulare differenziata
9 Questa procedura è operatore-dipendente
e dovrebbe essere eseguita da un citologo
esperto (indispensabile controllo qualita’)
Adeguatezza del BAL
Campioni non soddisfacenti contengono:
9 Meno di due milioni di cellule
9 Cellule epiteliali > 5%
9 Essudato mucopurulento
9 Eccessive emazie da trauma endoscopico
9 Alterazioni degenerative o cattiva
colorazione
Componenti Non Cellulari
9 La determinazione di componenti non
cellulari (immunoglobuline, mediatori,
citochine, etc.) è complessa e l’utilizzo
clinico controverso a causa della variabilità
del recupero
9 Sono stati utilizzati markers endogeni
(Urea, Albumina) o esogeni (Blu di Metilene)
9 Queste componenti vengono espresse come
unità /mg Marker o come unità /ml di BAL
Componenti Normali del BAL
Cellularità Totale
500
400
300
200
Fumatori
100
Non Fumatori
0
Cellule/ml
x 10^3
Am Rev Respir Dis 1990;141:S169
Componenti Normali del BAL
Conta Cellulare Differenziata
100
80
60
Fumatori
40
Non Fumatori
20
0
Ma.
Li.
Ne.
Eo.
Am Rev Respir Dis 1990;141:S169
Immunofluorescenza e
Immunocitochimica
9 Il fenotipo e lo stato di attivazione dei linfociti
del BAL può essere studiato facilmente in
citofluorimetria. I markers più utilizzati sono CD3
(T-linfociti), CD4 (T-helper), CD8 (T-citotossici/suppressor),
CD20 (B-linfociti)
9 A livello di ricerca possono essere ricercate
citochine intracellulari
9 La ricerca delle cellule di Langerhans (CD1+) può
essere fatta con microscopio a fluorescenza o con
immunocitochimica su citocentrifugato
Componenti Normali del BAL
Popolazioni Linfocitarie
70
60
50
40
Fumatori
30
Non Fumatori
20
10
0
CD3+
CD4+
CD8+ CD20+
Am Rev Respir Dis 1990;141:S169
Il BAL è diagnostico:
Forme Infettive
9 Neoplasie
9 Proteinosi Alveolare
9 Granulomatosi a Cellule di
Langerhans
9
Forme Infettive
9 Germi il cui isolamento è diagnostico:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Pneumocystis carinii
Toxoplasma Gondii
Strongyloides
Legionella
Histoplasma capsulatum
Coccidioides Immitis
Blastomyces dermatididis
Mycobacterium Tuberculosis
Mycoplasma Pneumoniae
Respiratory Sincitial Virus
Forme Infettive
9 Germi il cui isolamento non è diagnostico ma
può orientare la diagnosi ed il trattamento:
•
•
•
•
•
•
•
Herpes Simplex
Cytomegalovirus
Aspergillus Fumigatus
Candida Albicans
Cryptococcus
MOTT
Batteri (cfu > 105)
Galattomannano su BAL
Autore
Rivista
Hong M
Nguyen
JCM 2007
Meerssema W Am J Respir Crit
Care Med 2008
Francesconi A
JCM 2006
Husain S
Transplantion
2007
Musher
JCM 2004
Penack
Annals of
Oncology 2008
Clancy
JCM 2007
OD index
Cutoff
Sensibilità
%
Specificità
%
>1
100
88
0.5
88
87
0,75
100
100
0.5
60
95
1
60
98
1
61
98
0.5
76
94
0.5
100
100
1
100
90.8
Combined measurement of procalcitonin
and soluble TREM-1 in the diagnosis of
nosocomial sepsis.
Gibot S et al, Scand J Infect Dis. 2007;39(6-7):604-8.
Conclusions: the combined measurement of
serum Procalcitonin (PCT) and BAL soluble
triggering receptor expressed on myeloid cells-1
(sTREM-1) concentrations could be of interest in
detecting the presence of a nosocomial sepsis
and in discriminating VAP versus extrapulmonary
infection.
Pulmonary infiltrates in non-HIV
immunocompromised patients
200
150
n° Totale
100
n° Positivi
Cambio Terapia
50
0
Sangue
Sputo
PSB
BAL
Rano et al. Thorax 2001;56:379
Il BAL è di aiuto
diagnostico:
9 Sarcoidosi
9 Polmonite da Ipersensibilità
9 Pneumoconiosi (asbestosi, silicosi, berilliosi, cobalto)
9 Alveolite Emorragica
9 Polmonite Eosinofila
9 Polmonite Organizzativa Criptogenetica (COP)
9 Polmonite da Farmaci
9 Danno Alveolare Diffuso (DAD)
Sarcoidosi
9 Alveolite T linfocitaria
(>16%)
a prevalenza di CD4+ con
ratio CD4+/CD8+ aumentata
9 Ratio CD4+/CD8+ > 3.5
(sensibilità 53%, specificità 94%)
9 Ratio CD4+/CD8+ < 1
predittivo negativo del 100%)
9 Neutrofili > 2% ed
Eosinofili > 1%
improbabile)
(diagnosi
(valore
Polmonite da Ipersensibilità
9 Alveolite T linfocitaria
a
prevalenza di CD8+ con
ratio CD4+/CD8+
ridotta (< 1%)
9 T linfociti a fenotipo
(>20%, spesso > 50%)
CD3+/CD8+/CD56+/CD 57+
9 Mastociti > 1%
9 Macrofagi Schiumosi
Alveolite Linfocitaria nel BAL
ratio CD4/CD8
Aumentata
Uguale
Ridotta
Sarcoidosi
Tubercolosi
Polmonite Iper.
Berilliosi
LAM
Silicosi
Asbestosi
Malattia Crohn
Artrite
Reumatoide
Farmaci
Indotta
BOOP
Infezione HIV
Eur Respir Rev 1992;2:75
“Eosinophils are not found in the lungs of normal
individuals, so their presence in tissue or BAL
identifies a pathologic process.”
Most common conditions associated with BAL
eosinophilia:
- ILD (e.g. IPF, sarcoidosis, SLE, and HP, 40%)
- AIDS-related pneumonia (17%)
- Idiopathic EP (15%)
- Drug-induced lung disease (12%)
Extremely high numbers of eos may be seen in BAL
fluids in:
- Parasitic infections
- Drug reactions
- ABPA
- Acute and chronic EP
Travis WD et al: Non-Neoplastic
Disorders of the Lower
- Hypereosinophilic sd.
Respiratory Tract, AFIP 2002
- CSS
Lavaggio Broncoalveolare
80
70
60
50
BOOP
IPF
CEP
HP
40
30
20
10
0
macrofagi
linfociti
neutrofili
eosinofili
Costabel U et al, ERJ 1992;5:791
Danno da Farmaci
Reazione Citotossica
Atipie cell. (citomegalia,
bizzarria, nucleoli e
nucleo ipercromasici,
multinucleazione)
Bleomicina, Metotrexate
nitrosourea, busulfan,
ciclofosfamide
Emorragia Alveolare
Siderofagi
Emazie
D-penicillamina, olio
minerale, anfotericina B
Alveolite
Linfocitaria
40-50% linfociti
Aumento CD8+
Metotrexate, sali d’oro
nitrofurantoina,
azatioprina, amiodarone,
ciclofosfamide, busulfan
Alveolite Neutrofila
Aumento neutrofili
Bleomicina, Busulfan
Alveolite Eosinofila
Reazione eosinofila
allergica
Nitrofurantoina,
penicillina, sulfasalazina
Polmonite Lipidica
Macrofagi con ampi
vacuoli vuoti (Oil Red+)
Gocce nasali oleose,
lassativi
BAL Findings in
Idiopathic Interstitial Pneumonia
S.Veeraraghavan et al. Eur Respir J 2003;22:239
BAL in Fibrotic Idiopathic
Interstitial Pneumonia
Ryu YJ et al. Respiratory Medicine 2006
BAL in Fibrotic Idiopathic
Interstitial Pneumonia
Ryu YJ et al. Respiratory Medicine 2006
Significance of
Bronchoalveolar Lavage for
the Diagnosis of IPF.
Ohshimo S et al.
Am J Respir Crit Care Med
2009
[Epub ahead of print]
CONCLUSIONS:
BAL lymphocytosis changed
diagnostic perception in six of 74
patients who would have been
misdiagnosed as having IPF without
BAL.
IPF rapid progressors do not have more BAL neutrophils and or eosinophils
than slow progressors
BAL in IPF
Diagnostic Value
A finding of raised neutrophils (>3-4%) and raised
eosinophils (>2%) is characteristic of IPF, but not
diagnostic
A lone increase in BAL lymphocytes or eosinophils is
uncommon and these observations may influence
diagnostic confidence
The BAL cell count does not differentiate between fibrotic
NSIP and UIP
An increase in BAL lymphocytes is in favor of NSIP
(idiopathic or secondary)
Alveolite Neutrofila
9Fibrosi Polmonare Idiopatica (UIP)
9Polmonite Interstiziale Desquamativa (DIP)
9Polmoniti Batteriche
9Connettiviti
9Bronchioliti
9Asbestosi
9Granulomatosi di Wegener
9Polmonite Interstiziale Acuta (AIP)
9ARDS
Alveolite Linfocitaria
9Sarcoidosi
9Berilliosi
9Polmonite da Ipersensibilità
9Tumori
9Silicosi
9Tubercolosi
9Infezioni Virali
9Connettiviti
9Farmaci
9Polmonite Interstiziale Linfocitaria (LIP)
Alveolite Eosinofila
9Polmonite Eosinofila Acuta e Cronica
9Churg Strauss Syndrome
9Sindrome Ipereosinofila
9Aspergillosi Bronco Polmonare Allergica
9Eosinofilia Polmonare Tropicale
9Farmaci
9Fibrosi Polmonare Idiopatica
Alveolite Mista
(linfociti e neutrofili)
9Polmonite Organizzativa Criptogenetica
(COP o BOOP)
9Connettiviti
9Polmonite Interstiziale Nonspecifica
(NSIP)
Alterata Morfologia dei
Macrofagi Alveolari
9Polmoniti da Ipersensibilità
9Proteinosi Alveolare
9Bronchiolite Respiratoria-ILD
9Alveolite Emorragica
9Polmonite Lipoidea
Il BAL come Metodica di
Staging e Monitoraggio
9 L’utilizzo del BAL come metodica di
staging per valutare l’attività di malattia
ed ottenere informazioni prognostiche è
ancora dibattuto
9 Non è ancora provato se BAL seriati
abbiano un ruolo nel monitoraggio
dell’evoluzione della malattia e nel
guidare il trattamento
Conclusioni
9 Il BAL è una metodologia sicura, rapida e poco
costosa nella diagnostica delle pneumopatie
infiltrative diffuse
9 La resa diagnostica migliore sia nei pattern
alveolari
9 E’ diagnostico in alcune condizioni (tumori, infezioni,
Proteinosi, Istiocitosi x) e di aiuto diagnostico in altre
(sarcoidosi, HP, OP, eosinofilie, DAD, embolia grassosa,
pneumoconiosi)
9 Per una corretta valutazione del BAL è
indispensabile collaborazione tra ClinicoRadiologo e Patologo